Amöben töten mit Killerproteinen

Die krankheitserregenden Amöben sind einmal als die potentesten „Killerzellen“ der Natur bezeichnet worden: Sie können jede Art von Wirtszellen, sogar die Abwehrzellen des Immunsystems, innerhalb von Minuten töten. Das schaffen die Amöben offenbar mit Hilfe spezieller Proteine, wie die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Matthias Leippe, die seit Mai 2001 am Zentrum für Infektionsforschung der Universität Würzburg tätig ist, herausgefunden hat.

Weltweit erkranken jedes Jahr etwa 50 Millionen Menschen an den Folgen einer Infektion mit Amöben. Diese Erreger (Entamoeba histolytica), die im Dickdarm des Menschen parasitieren, rufen die als Amöbenruhr bekannte Durchfallerkrankung hervor. Wenn die Amöben aus dem Darm ins Gewebe einwandern, können sie dort erhebliche Zerstörungen anrichten. Lebensbedrohlich wird die Situation, wenn die Parasiten mit dem Blutstrom in andere Organe, vor allem die Leber, geschwemmt werden und dort Abszesse hervorrufen.

Für diese unschönen Eigenschaften sind zumindest zum Teil spezielle Waffen der Amöben verantwortlich: Es handelt sich um eine Gruppe von porenbildenden Proteinen, die als Amoebapores bezeichnet werden. Werden Amöben so manipuliert, dass sie deutlich weniger von diesen Proteinen bilden konnten, so ist ihre zellzerstörende Aktivität drastisch reduziert. Im Tiermodell ist ihre Fähigkeit zur Ausbildung von Leberabszessen dann außerdem nahezu aufgehoben.

Wie funktionieren porenbildende Proteine im allgemeinen? „Sie binden an die Zellmembran, dringen in sie ein, lagern sich dann meist zusammen und bilden regelrecht Löcher aus, die nicht selten mit dem Elektronenmikroskop sichtbar gemacht werden können“, so Prof. Leippe. Durch diese Löcher werden die Bedingungen im Zellinneren völlig verändert. Wenn die Zelle diese Schäden nicht schnell reparieren kann, dann stirbt sie.

Prof. Leippe und seine Mitarbeiter haben bislang drei Amoebapores isoliert und molekular charakterisiert. Außerdem haben sie ein Modell erstellt, das zeigt, wie diese Proteine eine Membran perforieren. Die Amoebapores sind bisher die einzigen porenbildenden Proteine eines Parasiten, die auf molekularer Ebene charakterisiert wurden.

Solche „Killerproteine“ wurden aber bereits bei vielen anderen Organismen gefunden, von Bakterien über Pilze bis zu den Säugetieren. Sogar das Immunsystem des Menschen tötet fremde und virusinfizierte Zellen unter anderem nach eben diesem Prinzip. Bestimmte antimikrobielle und zellzerstörende Proteine, die unlängst in den Abwehrzellen von Säugern entdeckt wurden, sind sogar sehr ähnlich gebaut wie die Amoebapores.

Es sei durchaus denkbar, dass es sich bei den porenbildenden Proteinen der Amöbe um die archaischen Vorfahren einiger Proteine handelt, die im Immunsystem der höher entwickelten Tiere und des Menschen auftreten, so Matthias Leippe. Die Forschung des Würzburger Professors wird unter anderem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Matthias Leippe, Tel. (0931) 31-2151, Fax: (0931) 31-2578, E-Mail: matthias.leippe@mail.uni-wuerzburg.de